CN115343138A - 人工岩心制作模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种人工岩心制作模具，包括底座、岩心模具管、加压件、密封垫块、多个分隔垫块以及重力传感器组件；重力传感器组件设置于底座；岩心模具管的第一端插置于重力传感器组件，岩心模具管的第二端可移动地插置有加压件，并且岩心模具管的第一端还设置有密封垫块；多个分隔垫块间隔设置在岩心模具管内，多个分隔垫块之间的间隔用于填充制作岩心用材料，以形成所述岩心，最底部的分隔垫块与密封垫块抵接。可以同时制作多块岩心，提高了制作岩心的效率，节省了时间；通过重力传感器组件，在岩心制作过程中可以根据需求控制并显示压力，更好的模拟了岩心形成的过程以及岩心模具管的使用状态。
Description
技术领域
本发明属于石油开发试验技术领域，具体涉及一种人工岩心制作模具。
背景技术
目前人工岩心模具一般只具有模具的功能，需要配套压力试验机及加热装置。专利CN201621107028.6发明了一种可长时间保持压力的人工岩心模具，但是该模具不具有加热和压力测量装置，无法控制显示人工岩心制作过程的压力，同时也不具有加热功能，单次只能制作单块岩心。
针对上述问题，有必要提出一种设计合理且有效解决上述问题的人工岩心制作模具。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种人工岩心制作模具。
本发明提供一种人工岩心制作模具，所述模具包括底座、岩心模具管、加压件、密封垫块、多个分隔垫块以及重力传感器组件；
所述重力传感器组件设置于所述底座；
所述岩心模具管的第一端插置于所述重力传感器组件，所述岩心模具管的第二端可移动地插置有所述加压件，并且所述岩心模具管的第一端还设置有所述密封垫块；
所述多个分隔垫块间隔设置在所述岩心模具管内，所述多个分隔垫块之间的间隔用于填充制作岩心用材料，以形成所述岩心，最底部的所述分隔垫块与所述密封垫块抵接。
可选的，所述重力传感器组件包括重力传感器、重力传感器固定器和重力显示器；
所述重力传感器设置于所述底座；
所述重力传感器固定器与所述底座固定连接，并且所述重力传感器固定器插置有所述岩心模具管的第一端；其中，
所述岩心模具管的第一端与所述重力传感器抵接；
所述重力显示器设置于所述重力传感器。
可选的，所述岩心模具管的第一端设置有外螺纹，所述重力传感器固定器朝向所述岩心模具管的一端设置有内螺纹；
所述岩心模具管的外螺纹与所述重力传感器固定器的内螺纹配合旋紧连接。
可选的，所述模具还包括加热装置；
所述加热装置围设在所述岩心模具管的外侧，并与所述岩心相对应。
可选的，所述加热装置包括加热电阻丝和保温层；
所述加热电阻丝绕设在所述岩心模具管的外侧，所述保温层包覆所述加热电阻丝。
可选的，所述模具还包括温度检测元件和温度控制装置；
所述温度检测元件的第一端穿过所述保温层与所述岩心抵接，所述温度检测元件的第二端伸出所述保温层外；
所述温度控制装置分别于所述温度检测元件和所述加热电阻丝电连接。
可选的，所述温度检测元件的外侧包覆有隔热材料层。
可选的，所述温度检测元件为热电偶。
可选的，所述密封垫块朝向所述分隔垫块一测的边缘区域设置有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。
可选的，所述加压件为加压螺栓，所述岩心模具管的内壁设置有螺纹；
所述加压螺栓与所述岩心模具管内壁的螺纹配合旋紧连接。
本发明的人工岩心制作模具，包括底座、岩心模具管、加压件、密封垫块、多个分隔垫块以及重力传感器组件；重力传感器组件设置于所述底座；岩心模具管的第一端插置于重力传感器组件，岩心模具管的第二端可移动地插置有加压件，并且岩心模具管的第一端还设置有密封垫块。该模具通过设置多个分隔垫块，将多个分隔垫块间隔设置在岩心模具管内，多个分隔垫块之间的间隔用于填充制作岩心用材料以形成岩心，最底部的分隔垫块与密封垫块抵接，这样单次可以同时制作多块岩心，提高了制作岩心的效率，节省了时间；同时，通过将岩心模具管的第一端插置于重力传感器组件，在岩心的制作过程中可以根据需求控制并显示压力，更好的模拟岩心的形成过程以及人工岩心制作模具的使用状态。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种人工岩心制作模具的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的部分重力传感器组件的结构示意图；
图3为本发明另一实施例的重力传感器固定器的结构示意图；
图4为本发明另一实施例的岩心模具管、加热装置及温度检测元件的结构示意图；
图5为本发明另一实施例的密封垫块及凹槽的结构示意图；
图6为本发明另一实施例的压力件的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供一种人工岩心制作模具100，包括底座110、岩心模具管120、加压件130、密封垫块140、多个分隔垫块150以及重力传感器组件160。
重力传感器组件150设置于底座110。
岩心模具管120的第一端插置于重力传感器组件150，岩心模具管120的第二端可移动地插置有加压件130，并且岩心模具管120的第一端还设置有密封垫块140。密封垫块140起到密封的作用，在加入人工岩心原料时，防止人工岩心原料漏出至重力传感器组件150。
多个分隔垫块150间隔设置在岩心模具管120内，多个分隔垫块150之间的间隔用于填充制作岩心用材料，以形成岩心170，最底部的分隔垫块150与密封垫块140抵接。需要说明的是，密封垫块140和分隔垫块150的形状大小要与岩心模具管120的横截面的形状大小相匹配。岩心模具管120的两端都具有开口。
具体地，使用时，将重力传感器组件160设置于底座110，将岩心模具管120的第一端插置于重力传感器组件160，岩心模具管120的第一端还设置有密封垫块140，密封垫块140与重力传感器组件160抵接，也就是说，密封垫块140直接作用在重力传感器组件160上，最底部的分隔垫块150放置在密封垫块140上并与密封垫块140抵接。
然后装入人工岩心原料，在人工岩心原料上再放置分隔垫块150，在分隔垫块150上继续加入人工岩心原料，根据要单次要制作岩心170的数量放置相应数量的分隔垫块150。然后在岩心模具管120的第二端插置加压件130，加压件130可以在岩心模具管120内移动，根据实验条件加压件130对放入岩心模具管120的人工岩心原料加压压紧，在加压过程中通过压力传感器组件160调节至目标压力。
需要说明的是，在本实施例中，底座110、岩心模具管120、加压件130、密封垫块140和分隔垫块150采用铜、不锈钢、铁等材料。岩心模具管120也可以采用金属材料制作，当然也可采用透明的高强透明帕姆材料制作，并在岩心模具管120的加热部位设置观察窗，可直观观察岩心170的形成过程。
本实施例中，通过设置多个分隔垫块，将多个分隔垫块间隔设置在岩心模具管内，多个分隔垫块之间的间隔用于填充制作岩心用材料以形成岩心，最底部的分隔垫块与密封垫块抵接，这样单次可以同时制作多块岩心，提高了制作岩心的效率，节省了时间；同时，通过将岩心模具管的第一端插置于重力传感器组件，不需要配套的压力试验装置，通过重力传感器组件就可以在岩心制作过程中控制并显示压力，结构简单，操作方便，成本降低，更好的模拟岩心的形成过程以及人工岩心制作模具的使用状态。
示例性的，如图1、图2和图3所示，重力传感器组件160包括重力传感器161、重力传感器固定器162和重力显示器163。
重力传感器161设置于底座110。
重力传感器固定器162与底座110固定连接，并且重力传感器固定器162插置有岩心模具管120的第一端。在本实施例中，重力传感器固定器162通过螺纹与底座110固定连接。其中，
岩心模具管120的第一端与重力传感器161抵接，重力传感器161可以感应岩心模具管120内的压力。
重力显示器163设置于重力传感器161。
以上实施例中，重力传感器固定器对压力传感器起到固定的作用，压力传感器用来控制和感应岩心制作过程中的压力，例如可以进行在不同压力条件下制作岩心。重力显示器用来显示岩心的压力状态。
示例性的，如图2、图3和图4在本实施例中，岩心模具管120的第一端设置有外螺纹，重力传感器固定器162朝向岩心模具管120的一端设置有内螺纹。岩心模具管120的外螺纹与重力传感器固定器162的内螺纹配合旋紧连接。也就是说，岩心模具管120的第一端通过螺纹与重力传感器固定器162固定连接。当然，岩心模具管120的第一端与重力传感器固定器162也可以采用其他的方式进行连接，本实施例不做具体限定。
示例性的，如图1和图4所示，人工岩心制作模具100还包括加热装置180。加热装置180围设在岩心模具管120的外侧，并与岩心170相对应。当然，加热装置180也可以完全包裹岩心模具管120的外侧。
以上实施例中，采用加热装置对岩心模具管内的人工岩心原料进行加热，为形成岩心提供了热量。
示例性的，如图1和图4所示，加热装置180包括加热电阻丝181和保温层182。加热电阻丝181绕设在岩心模具管120的外侧，保温层182包覆加热电阻丝181。也就是说，在本实施例中，将加热电阻丝181绕设在岩心模具管120的外侧对岩心模具管120进行加热，采用保温层182包裹加热电阻丝181，可以防止热量流失。加热装置180也可以采用其他的结构，本实施例不做具体限定。
以上实施例中，采用加热电阻丝对岩心模具管进行加热，不需要额外的加热装置，结构简单，操作方便。采用保温层对岩心模具管进行保温，防止热量流失，进一步增强加热效果。
示例性的，如图1和图4所示，人工岩心制作模具100还包括温度检测元件190和温度控制装置(图中未示出)。
温度检测元件190的第一端穿过保温层182与岩心170抵接。具体地，温度检测元件190的第一端与岩心接触部位为弧形结构，弧度与岩心模具管120内侧管壁形同，同时与岩心模具管120内侧管壁完全吻合。温度检测元件190的第二端伸出保温层182外。温度检测元件190的第一端与岩心170抵接，可以测量岩心170的温度，当然在没有形成岩心170之前，温度检测元件190的第一端与人工岩心原料接触，测量人工岩心原料的温度。
温度控制装置分别与温度检测元件190和加热电阻丝181电连接。在本实施例中，温度控制装置可以采用温度控制器，也可以采用其他的装置，本实施例不做具体限定。
具体地，在本实施例中，温度控制装置设定一个预设温度，加热电阻丝181根据预设温度对岩心模具管120进行加热，在加热过程中，温度检测元件190实时测量岩心170的温度，并将测得的温度反馈给温度控制装置，如果岩心170的温度达到预设温度，则温度控制装置断开与加热电阻丝181的连接，电阻丝不再对岩心模具管120进行加热。
上述实施例中，通过将温度控制装置分别与温度检测元件和加热电阻丝电连接，可以精确控制岩心的温度，也就是说，可以控制并显示岩心制作过程的温度。
进一步地，温度检测元件190的外侧包覆有隔热材料层(图中未标出)。
以上实施例中，通过在温度检测元件包覆有隔热材料层，可以增加温度检测元件的测量准确度。
进一步地，在本实施例中，温度检测元件190采用热电偶，也可以采用其他的温度检测元件，本实施例不做具体限定，可以根据实际需要进行选择。
示例性的，如图5所示，密封垫块140块朝向分隔垫块150一测的边缘区域设置有凹槽141，如图1所示，凹槽141内设置有密封圈142。
以上实施例中，通过在密封垫块朝向分隔垫块的一测的边缘区域设置凹槽，在凹槽内设置有密封圈，可以进一步增加密封垫块与分隔垫块之间的密封性。
示例性的，如图1和图6所示，在本实施例中，加压件130为加压螺栓，岩心模具管120的内壁设置有螺纹，加压螺栓与岩心模具管120内壁的螺纹配合旋紧连接。也就是说，加压件130与岩心模具管120通过螺纹固定连接，在需要施加压力时，将加压螺栓拧入岩心模具管120，可以利用扭力扳手对加压螺栓施加一定的力矩，以使加压螺栓对岩心模具管120施加压力。当然，加压件130也可以采用其他的结构，加压件130与岩心模具管120的连接方式也可以示其他的方式，只要加压件130可以对岩心模具管120内的岩心170加压即可。
如图1至图6所示，本实施例提供的人工岩心制作模具的操作过程如下：
首先是制作岩心：
1)将重力传感器组件160进行组装，将重力传感器组件160设置在底座110，然后将岩心模具管120的第一端通过螺纹与重力传感器固定器162固定连接，以使岩心模具管120的第一端与重力传感器151抵接。
2)在岩心模具管120的外侧壁连接上加热装置180、温度检测元件190和温度控制装置。
具体地，将加热电阻丝181绕设在岩心模具管120的外侧对岩心模具管120进行加热，采用保温层182包裹加热电阻丝181，可以防止热量流失。将温度检测元件190的第一端穿过保温层182与岩心170抵接，将温度检测元件190的第二端伸出保温层182外。将温度控制装置分别与温度检测元件190和加热电阻丝181电连接。通过温度控制装置、温度检测元件190和加热电阻丝181，可以精确控制并显示岩心制作过程的温度。
3)将密封垫块140放入岩心模具管120的第一端，其中，密封垫块140与重力传感器161抵接，直接作用在重力传感器161上。在密封垫块140朝向岩心模具管120的第一端的方向设置密封圈142起到密封作用。将最底部的分隔垫块150放置在密封垫块140上并与密封垫块140抵接。
然后装入人工岩心原料，在人工岩心原料上再放置分隔垫块150，在分隔垫块150上继续加入人工岩心原料，根据要单次要制作岩心的数量放置相应数量的分隔垫块150。然后在岩心模具管120的第二端插置加压件130，加压件130可以在岩心模具管120内移动。
3)将重力传感器组件160、加热装置180、温度检测元件190和温度控制装置都处于开启状态，先将岩心模具管120内的人工岩心原料进行预热。
然后在岩心模具管120的第二端插置加压件130，加压件130可以在岩心模具管120内移动，根据实验条件加压件130对放入岩心模具管120的人工岩心原料加压压紧，在加压过程中可以通过压力传感器组件160调节至目标压力。然后通过加热装置180、温度检测元件190和温度控制装置加热至预设温度。也就是说，在岩心170制作过程中可以控制压力和温度，更好的模拟岩心170的形成过程和岩心模具管120的使用状态。
其次为脱模过程：
岩心170制作完成后，将重力传感器组件160、加热装置180、温度检测元件190和温度控制装置都处于关闭状态，将岩心模具管120的第一端与重力传感器固定器162分离。加压件130继续对隔离垫片150施加压力，直至所有的岩心170依次脱出，完成脱模操作。
本发明的人工岩心制作模具，首先，可以实现单次可以同时制作多块岩心，提高了制作岩心的效率，节省了时间。其次，通过将岩心模具管的第一端插置于重力传感器组件，不需要配套的压力试验装置，通过重力传感器组件就可以在岩心制作过程中控制并显示压力，结构简单，操作方便，成本降低，更好的模拟岩心的形成过程及人工岩心制作模具的使用状态。再次，通过在岩心模具管的外侧设置加热装置，同时设置温度检测元件和温度控制装置，可以精确控制岩心的温度，可以控制并显示岩心制作过程的温度。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种人工岩心制作模具，其特征在于，所述模具包括底座、岩心模具管、加压件、密封垫块、多个分隔垫块以及重力传感器组件；
所述重力传感器组件设置于所述底座；
所述岩心模具管的第一端插置于所述重力传感器组件，所述岩心模具管的第二端可移动地插置有所述加压件，并且所述岩心模具管的第一端还设置有所述密封垫块；
所述多个分隔垫块间隔设置在所述岩心模具管内，所述多个分隔垫块之间的间隔用于填充制作岩心用材料，以形成所述岩心，最底部的所述分隔垫块与所述密封垫块抵接。
2.根据权利要求1所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述重力传感器组件包括重力传感器、重力传感器固定器和重力显示器；
所述重力传感器设置于所述底座；
所述重力传感器固定器与所述底座固定连接，并且所述重力传感器固定器插置有所述岩心模具管的第一端；其中，
所述岩心模具管的第一端与所述重力传感器抵接；
所述重力显示器设置于所述重力传感器。
3.根据权利要求2所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述岩心模具管的第一端设置有外螺纹，所述重力传感器固定器朝向所述岩心模具管的一端设置有内螺纹；
所述岩心模具管的外螺纹与所述重力传感器固定器的内螺纹配合旋紧连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述模具还包括加热装置；
所述加热装置围设在所述岩心模具管的外侧，并与所述岩心相对应。
5.根据权利要求4所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述加热装置包括加热电阻和保温层丝；
所述加热电阻丝绕设在所述岩心模具管的外侧，所述保温层包覆所述加热电阻丝。
6.根据权利要求5所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述模具还包括温度检测元件和温度控制装置；
所述温度检测元件的第一端穿过所述保温层与所述岩心抵接，所述温度检测元件的第二端伸出所述保温层外；
所述温度控制装置分别于所述温度检测元件和所述加热电阻丝电连接。
7.根据权利要求6所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述温度检测元件的外侧包覆有隔热材料层。
8.根据权利要求6或7所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述温度检测元件为热电偶。
9.根据权利要求1至3任一项所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述密封垫块朝向所述分隔垫块一测的边缘区域设置有凹槽，所述凹槽内设置有密封圈。
10.根据权利要求1至3任一项所述的人工岩心制作模具，其特征在于，所述加压件为加压螺栓，所述岩心模具管的内壁设置有螺纹；
所述加压螺栓与所述岩心模具管内壁的螺纹配合旋紧连接。
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